Özel Ürünler2018-08-22T21:03:50+00:00

ÖZEL ÜRÜNLER

METWAVE ÖZEL ÜRÜNLER

ÖZEL ÜRÜNLER 

Mikrodalga ısıtma, belli bir aralıktaki elektromanyetik operasyonun dielektrik malzemeyi ısıttığı süreçtir.

Başlangıçta gıda endüstrisinde gıda maddelerini pişirmek veya ısıtmak için kullanılmıştır. Sonraki işlemlerde diğer uygulamalar için büyük bir potansiyel olduğu ortaya çıkmıştır. Bu nedenle, mikrodalga işleme teknikleri mineral işleme, petrol şeyli çıkarma, toprak iyileştirme gibi jeolojik alanlarda ve atık arıtma gibi geri dönüşüm işlemlerinde erken görülmeye başlamıştır. Özellikle kayaların yumuşatılması ve kırılması, jeoloji alanında mikrodalga kullanımının önemli örneklerinden biridir. Kayaların yumuşatılması ve kırılması için etkili ekipmanın oluşturulması karmaşıktır, ancak sorunun tamamen farkına varılmasını sağlamıştır.

Çeşitli malzemelerin mikrodalga işleme teknolojileri üzerinde uzun süredir çalışılmaktadır. Aslında, 80’lerde SSCB ile kayaları yok etmek ve yumuşatmak için mikrodalga enerjisinin kullanımı üzerine pek çok araştırma yapılmıştır. Bu araştırmalar özellikle donmuş toprakların termomekanik tahribatını sağlamak için uygulanmıştır. [1] 1960’larda, kaya delme için ısı üretmek amacıyla mikrodalga enerjisinin kullanılması kavramı getirilmiştir, ancak o zamandaki teknik sorunlar nedeniyle, ekonomik olarak kabul edilmemiş ve araştırmalar durmuştur. Mikro cevher uygulamaları, cevherlerin parçalanması sırasında enerji gereksinimlerini azaltmak ve zenginleştirilmiş ayırma için değerli mineral parçacıklarının serbest kalmasını arttırmak için mineral işleme endüstrisi için öncelikle araştırılmıştır. [2] Geçmişte mekanik kırmanın en ekonomik yöntem olduğu ispatlanmıştır ve bu nedenle birçok kaya kırma yöntemi arasında en çok kullanılan yöntemdir. Bununla birlikte, mevcut teknolojiler ilerledikçe ve ham maddeler daha az kıt ve değerli hale geldikçe, yeni kaya kırma yöntemleri geliştirilmiştir. Belirli bir kayaçtaki bir mikrodalga tarafından üretilen ısı miktarı, mikrodalga güç seviyesine maruz kalma süresine ve kayaçtaki mineral ve kimyasal bileşime bağlıdır. Pirit gibi bazı mineraller mikrodalgayı emer ve Kalsit gibi bazıları da mikrodalgaya dayanıklıdır. Isıtma sırasında kayaçların mineral bileşenlerinin diferansiyel hacimsel genişlemesi, tane sınırları boyunca stres yaratır ve kayayı zayıflatabilecek iç çatlaklara neden olur. Örneğin, mikrodalga tedavisinden sonra devasa bir Norveçli ilmenit cevherinde, bağ iş indeksi % 90’a düşmüştür. [2] Mikrodalga radyasyonu, çoğu deneyde bir çok mikrodalgaya duyarlı malzemede görüldüğü gibi, tek eksenli basınç stresini (UCS) ve gerilme mukavemetini de azalttığı kanıtlanmıştır.

Şekil 1. Bir TBM’nin mikrodalga destekli disk kesici konsepti.

Tünel açma makinesi (TBM), çeşitli toprak ve kaya katmanları boyunca dairesel bir kesite sahip tünelleri kazımak için kullanılan bir makinedir. Dahası, mikro tünelleme için kullanılabilirler. Madencilik ve sivil uygulamalarda sert kaya kırılması, tünel delme makineleri (TBM’ler) gibi mekanik ekipmanların performansının yüksek derecede bit aşınma ve bakımı vardır. Mekanik kırılmadan önce doğal kayayı zayıflatmak için ön koşullandırma, bit aşınmasını, bakım gereksinimlerini ve maliyetleri azaltmak için avantajlı bir yöntemdir. Alev torç destekli TBM’lerin ekipman açısından ekonomik olduğu düşünülür, ancak yüksek yakıt tüketimi ve duman emisyonları nedeniyle günümüz teknolojisinin en iyi yöntemi olarak kabul edilemez.Mikrodalga enerjisiyle ön koşullandırma alev torç yöntemine göre çeşitli avantajlar sunar. Her şeyden önce, elektrik kaynağı makinede mevcut olduğu için yakıt tüketimini artırmaz veya emisyon üretmez.Hızlı açma / kapama düğmesi nedeniyle kontrol edilmesi de kolaydır.

Şekil 2. Değişken 3 kW güç mikrodalga sisteminin görünümü

Belirli bir mikrodalga sistemin özellikleri, istenen uygulamaya bağlıdır. MET İleri Teknoloji Sistemleri şirketi, müşterinin isteği doğrultusunda istenilen mikrodalga sistemini geliştirebilir. Ticari mikrodalga fırınlar 3 kW’a kadar düşük güç tüketir ve sadece bir magnetron, kısa dalga kılavuzu ve kapalı bir metalik boşluktan oluşur. Endüstriyel mikrodalga sistemleri daha yüksek güç seviyeleri (3-200 kW) kullanır ve magnetron, izolatör, güç ölçer dalga kılavuzları, tunerler, kaviteler ve jeneratörlerden oluşur. Magnetron, daha sonra tüm mikrodalgaların yeniden yapılandırılması için bir dielektrik malzemeden yapılmış uzun oyuk çubuklar olan dalga kılavuzları ile boşluğa iletilen mikrodalga enerjisi üretir. Magnetron, izolatör, dalga kılavuzu ve radyo alıcısının fiziksel boyutları doğrudan mikrodalga frekansı ile ilgilidir. Örneğin, 2,45 GHz frekansa sahip bir mikrodalgada 12.2 cm’lik bir dalga boyu vardır. [2]

Şekil 3. Norit silindiri, (a) 5 kW gücünde mikrodalga işleminden 120 s sonra çatladı.

Mikrodalga tarafından üretilen ısı esas olarak elektrik alanının frekansına ve yoğunluğuna bağlıdır. [3] Saha koşullarını temsil etmek ve örnek vermek gerekirse, özel bir mikrodalga sistemi, 2,45 GHz sabit frekansta 3 kW’a kadar değişken güç ile tasarlanmıştır.

Mikrodalga tarafından ışınlanan norit örnekleri, Şekil 3 ve Şekil 4’te gösterilmiştir. Mikrodalga ışıması, norit bloklarının yüzeyinde birtakım çatlaklara neden olmuştur. Ana çatlak yatay olarak dağılmıştır ve birçok ikincil çatlaklar dikey olarak dağılmıştır. Daha sonrasında,farklı mikrodalga ışınlama süreleri altında 120 s ve 65 s için 5 kW güçte işlemden sonra yarıçapın kesitinde normların diskleri kırılmıştır.

Şekil 4. Norit silindiri,(b) 5 kW gücünde mikrodalga işleminden 65 s sonra çatladı.

REFERANSLAR

[1] Microwave Heating for Emolliating and Fracture of Rocks, Aleksander Prokopenko, May 17th 2010, DOI: 10.5772/14067, https://www.intechopen.com/books/advances-in-induction-and-microwave-heating-of-mineral-and-organic-materials/microwave-heating-for-emolliating-and-fracture-of-rocks

[2]The influence of microwave irradiation on rocks for microwave-assisted underground excavation, Ferri Hassani,Pejman M.Nekoovaght,NimaGharib, February 2016, Pages 1-15, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674775515001341?via%3Dihub

[3]Study on the Effect of Microwave Irradiation on Rock Strength, Qin Like , Dai Jun and Teng Pengfei,June 13th 2015, http://www.jestr.org/downloads/Volume8Issue4/fulltext84142015.pdf